(57)【要約】【課題】カカオハスクを有効利用する。【解決手段】カカオハスク焼成物と母材とを含んでいて、前記カカオハスク焼成物のメディアン径が約８５μｍ以下となるように篩分されている。この部材は、熱伝導材料、電磁波遮蔽体などとして機能する。母材に対するカカオハスク焼成物の含有率は、遮蔽すべき電磁波の周波数帯域に応じて決定すればよい。また、母材は、ゴム、塗料、セメントのいずれかとすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カカオハスク焼成物と母材とを含んでいて、前記カカオハスク焼成物のメディアン径が約８５μｍ以下となるように篩分されている部材。
【請求項２】
前記母材に対するカカオハスク焼成物の含有率が、遮蔽すべき電磁波の周波数帯域に応じて決定される請求項１記載の部材。
【請求項３】
前記母材は、ゴム、塗料、セメントのいずれかである請求項１記載の部材。
【請求項４】
請求項１記載の部材に含まれているカカオハスク焼成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カカオハスク焼成物、それを用いた、熱伝導材料、電磁波遮蔽体、導電性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カカオ豆をチョコレート、ココアはもちろんのこと、これら以外の食品分野にも幅広く利用出来る素材の製造法を提供し、カカオ豆の食感改良及びカカオ豆のもつ生理・栄養成分を生かした食品を提供すると共に、カカオ豆からカカオハスクを容易に除去する方法を提供するための技術が開示されている。この技術は、カカオ豆又は／及びカカオニブ中の水分を急激に気化させることで、ハスク付きカカオ豆からカカオハスクを除去するものである。【０００３】
【特許文献１】特許第４３７０８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、カカオ豆を原材料として上記食品を提供する一方で、大量のカカオハスクが発生している。エコロジーの観点から、カカオハスクの更なる再利用が検討されている。【０００５】
そこで、本発明は、カカオハスクを有効利用することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、カカオハスクの焼成物に着目し、これが熱伝導材料、電磁波遮蔽体、導電性組成物、電子機器、電子機器の検査装置、建材、被覆材及び静電気帯電防止体などとして有益に用いられることを見出した。【０００７】
詳細は後述するが、上記課題を解決するために、本発明の部材は、カカオハスク焼成物と母材とを含んでいて、前記カカオハスク焼成物のメディアン径が約８５μｍ以下となるように篩分されている。この部材は、熱伝導材料、電磁波遮蔽体などとして機能する。母材に対するカカオハスク焼成物の含有率は、遮蔽すべき電磁波の周波数帯域に応じて決定すればよい。また、母材は、ゴム、塗料、セメントのいずれかとすることができる。なお、本発明は、上記部材に含まれているカカオハスク焼成物にも及ぶ。
【発明の実施の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
本実施形態では、カカオハスクの焼成物を、例えば約９００［℃］の温度で、静置炉、ロータリーキルンなどの炭化装置を用いて、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下或いは真空中でカカオハスクを焼成することによって得る。そして、カカオハスクの焼成物を粉砕し、例えば１０６μｍ四方のメッシュを用いて篩分けする。なお、本実施形態でいうカカオハスクとは、主として、カカオの実の中に含まれている複数のカカオ豆を覆う皮自体のことであり、カカオシェルと称されることもある。本実施形態では、このような内容のもので各種実験、評価を行っているが、カカオ殻のみ、又はこれとカカオ豆を覆う皮とが混在したものも、本実施形態でいうカカオハスクに含まれるものとする。
【００１０】
こうすると、カカオハスクの焼成物全体のうち、その８０％程度が８５μｍ以下となるものが得られる。この場合のメディアン径は、例えば約３９μｍであった。以下、単に、焼成温度が９００［℃］であると明示する場合には、カカオハスクの焼成物は、メディアン径が約３９μｍである。
【００１１】
なお、メディアン径は、ＳＨＩＭＡＤＺＵ社のレーザ回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−７０００などを用いて測定した。本実施形態では、メディアン径が例えば３０μｍ〜約６０μｍのカカオハスクの焼成物、及び、それを選択的に更に微粉砕して、最小のメディアン径で約１μｍとした焼成物について説明する。
【００１２】
なお、本明細書でいう微粉砕とは、微粉砕前のもののメディアン径を約１桁オーダー程度下げるように粉砕することをいう。したがって、例えば、粉砕前のメディアン径が３０μｍであれば、３μｍとなるように粉砕することをいう。もっとも、微粉砕は、微粉砕前のもののメディアン径を厳密に約１桁オーダー下げるという意味ではなく、微粉砕前のもののメディアン径が、例えば、１／５〜１／２０となるように粉砕することも含む。なお、本実施形態では、微粉砕後のメディアン径が最小の場合で約１μｍとなるような態様で粉砕を行った。
【００１３】
図１は、カカオハスクの焼成物を用いた電磁波シールド部材の模式的な製造工程図である。まず、カカオハスクに対して、選択的に、レゾール型フェノール樹脂を含有させてから炭化装置にセットする。レゾール型フェノール樹脂を混合させると、カカオハスクの焼成物の強度、炭素量の向上を図ることができる。もっとも、当該混合自体は、本実施形態の電磁波シールド部材の製造上、必ずしも必要ではない点に留意されたい。
【００１４】
つぎに、窒素ガス雰囲気下で１分当たり約２［℃］ずつ温度を上昇させ、７００［℃］〜１５００［℃］（たとえば９００［℃］）といった所定の温度まで到達させる。それから、到達温度で３時間程度、炭化焼成処理を施す。
【００１５】
つぎに、焼成したカカオハスクを粉砕してから篩分処理を経て、メディアン径が例えば約４μｍ〜約８５μｍ（たとえば４０μｍ）のカカオハスクの焼成物を得る。つぎに、カカオハスクの焼成物とエチレン・プロピレンジエンゴムとを、各種添加剤とともに、混練機にセットして混練処理し、それから、混練物に対して成形処理を施してから、加硫処理を行う。こうして、電磁波シールド部材の製造が完了する。なお、後述するように、この電磁波シールド部材は、熱伝導材料、電磁波遮蔽体、導電性組成物などとしても機能する。
【００１６】
図２は、カカオハスクの焼成物についての電磁波シールド特性の測定結果を示すグラフである。図２の横軸は周波数［ＭＨｚ］を示し、縦軸は電磁波遮蔽量［ｄＢ］を示している。なお、この電磁波シールド特性は、山形県工業技術センター置賜試験場にて、シールド効果評価器（アドバンテスト社製：ＴＲ１７３０１Ａ）とスペクトラムアナライザー（アドバンテスト社製：ＴＲ４１７２）とを用いて行った。
【００１７】
図２を見ると、母材に対するカカオハスクの焼成物の含有率が高まるにつれて、電磁波遮蔽量が向上していることがわかる。ここで、図２から、注目すべき点がいくつか読み取れる。
【００１８】
第１に、本実施形態の電磁波シールド部材は、母材に対するカカオハスクの焼成物の含有率を、自由に調整できる。さらに、特出すべきは、カカオハスクの焼成物は、母材に対する含有率を高められるという点である。図２に示すように、本実施形態のカカオハスクの焼成物は、母材に対する含有率を多くすることで、電磁波遮蔽量が向上するといった特性がある。
【００１９】
ここで、エチレン・プロピレンジエンゴムへの含有対象を、カカオハスクの焼成物に代えてカーボンブラックとしてみたところ、エチレン・プロピレンジエンゴムに対して１００［ｐｈｒ］もの量のカーボンブラックを含有させたのでは、カカオハスクの焼成物の可撓性が低下することがわかった。
【００２０】
そして、そもそも、ゴムに対して４００［ｐｈｒ］もの量のカーボンブラックを含有させることは不可能とは言わないまでも、その実現は非常に困難である。これに対して、本実施形態のカカオハスクの焼成物の場合には、ゴムに対して約４００［ｐｈｒ］もの量を含有させることができる。
【００２１】
第２に、本実施形態のカカオハスクの焼成物は、母材に対する含有率を高められる結果、電磁波遮蔽量を著しく向上させられる。また、見方を変えれば、本実施形態のカカオハスクの焼成物は、母材に対する含有率を調整することによって、電磁波遮蔽量を制御しやすいという利点も有する。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態の電磁波シールド部材は、特に、１００［ＭＨｚ］付近の周波数帯域において、優れた電磁波遮蔽量が確認できる。具体的には、ゴムに対するカカオハスクの焼成物の含有率が約４００［ｐｈｒ］であれば、３５０［ＭＨｚ］までの周波数帯域における、電磁波遮蔽量が２０［ｄＢ］以上を保持していて、その最高値は３０［ｄＢ］を超えている。
【００２３】
この数値は、一般的に市販されている電磁波シールド部材の電磁波遮蔽量が５［ｄＢ］〜２５［ｄＢ］の納まるものが大半であることからすると、優れていることがわかる。同様に、カカオハスクの焼成物の含有率が約３００［ｐｈｒ］の場合であっても、１００［ＭＨｚ］以下という周波数帯域で、電磁波遮蔽量が２０［ｄＢ］以上を保持していることもわかる。
【００２４】
第３に、本実施形態の電磁波シールド部材は、製造時のハンドリングが良く、所要の形状の金型等を用いて成形することができる。仮に、電子機器などに搭載されている、電磁波シールド部材が必要な電子基板の形状が平面的でないものであったとしても、電子基板の形状に応じた電磁波シールド部材の製造が可能となる。また、本実施形態のカカオハスクの焼成物を接着剤などに混合して、電子基板などに塗布することも可能である。
【００２５】
もっとも、本実施形態の電磁波シールド部材は、切断する、曲げる等の加工の自由度もある。この点も、電磁波シールド部材を製造する上での利点となる。
【００２６】
ここで、近年の電子機器は、小型化に伴って、筐体内が省スペース化傾向にある。このため、筐体内のスペースに所望の電磁波シールド部材を用いることが困難であったり、電磁波シールド部材の配置スペースを考慮した電子機器のレイアウトが必要であったりという課題がある。
【００２７】
本実施形態の電磁波シールド部材は、電子機器内のスペースの形状に対応する形状とすることができるので、電磁波シールド部材の配置スペースを考慮した製品レイアウトを行うなどの必要がなくなるといった副次的な効果を奏することにもなる。
【００２８】
また、本実施形態の電磁波シールド部材は、電子機器、電子機器の検査装置、建材などに好適に用いることができる。例えば、本実施形態の電磁波シールド部材は、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの通信端末本体に備えたり、通信端末本体に搭載されている電子基板に取り付けたり、いわゆるシールドボックスに備えたり、屋根材、床材又は壁材などに備えたり、導電性もあることから静電気帯電防止体として作業靴、作業服の一部に用いたりすることもできる。
【００２９】
この結果、例えば、携帯電話機等或いは家屋周辺の高圧線等から発せられる電磁波の人体への悪影響の懸念材料をなくしたり、軽量なシールドボックスを提供したり、静電防止機能を有する作業靴等を提供することが可能となるといった利点がある。
【００３０】
つぎに、焼成前後のカカオハスク、及び、これを備えた電磁波シールド部材に対して、以下の計測等を行った。
【００３１】
（１）カカオハスクの焼成前後の成分分析、
（２）カカオハスクの焼成前後の組織観察、
（３）カカオハスクの焼成物の導電性試験、
（４）電磁波シールド部材について、カカオハスクの焼成温度又はメディアン径の違いによる表面抵抗率の測定。
【００３２】
図３（ａ）は、カカオハスクの焼成前のＺＡＦ定量分析法による成分分析結果を示すグラフである。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示したカカオハスクの焼成後のＺＡＦ定量分析法による成分分析結果を示すグラフである。
【００３３】
なお、比較のため、図３（ａ）及び図３（ｂ）には、大豆皮、菜種粕、胡麻粕、綿実粕、コットンハルについての成分分析結果も示している。
【００３４】
なお、カカオハスク等の焼成物の製造条件は、図１を用いて説明したとおりであるが、「所定の温度」は９００［℃］とし、「メディアン径」は約３０μｍ〜約６０μｍとした。また、ＺＡＦ定量分析法は、有機元素分析法に比して、Ｃ，Ｈ，Ｎ元素についての定量信頼性が低いといわれているので、Ｃ，Ｈ，Ｎ元素について高信頼の分析を行うべく、別に有機元素分析法による分析も行った。
【００３５】
図３（ａ）に示す焼成前のカカオハスクは、相対的にみれば「Ｃ」の割合がやや少なく、相対的にみれば「Ｏ」の割合がやや多い。一方、図３（ｂ）に示す焼成後のカカオハスクは、「Ｃ」の割合が平均的で、「Ｏ」の割合が少なくなる。このように、カカオハスクは、焼成によって、「Ｏ」の割合が減少するものの、「Ｃ」の割合が増加していることから、「Ｃ」の効果的増加が見受けられる。
【００３６】
図４（ａ）は、図３（ａ）に対応する有機元素分析法による成分分析結果を示すグラフである。図４（ｂ）は、図３（ｂ）に対応する有機元素分析法による成分分析結果を示すグラフである。
【００３７】
図４（ａ），図４（ｂ）を見てみると、総じて言えば、６つの各植物の焼成物に含まれている有機元素の割合は、同様であると評価することができる。それでも、菜種粕、胡麻粕、綿実粕については、油粕という共通点があるためか、グラフがより似通っているといえる。具体的にいえば、「Ｎ」の割合が相対的には多く、焼成前後の「Ｃ」の増加率は相対的には低いといえる。
【００３８】
一方、大豆皮、コットンハルについても、外皮という共通点があるためか、グラフが似通っているといえる。具体的にいえば、「Ｎ」の割合が相対的には少なく、焼成前後の「Ｃ」の増加率は相対的には高いといえる。これに対して、カカオハスクは、「Ｃ」の割合が相対的には少なく、焼成前後の「Ｎ」の増加率は相対的には高いといえる。また、「Ｃ」に着目して見ると、コットンハルが最も高く（約８３％）、胡麻粕が最も低い（約６３％）。
【００３９】
また、焼成物のカカオハスクの成分分析（有機元素分析法）結果としては、炭素成分が約４３．６０％、水素成分が約６．０２％、窒素成分が約２．７８％であった。一方、焼成後のカカオハスクの成分分析（有機元素分析法）結果としては、炭素成分が約６５．５７％、水素成分が約１．１２％、窒素成分が約１．９３％であった。また、カカオハスクの焼成物の体積固有抵抗率は、４．０６×１０−１２Ω・ｃｍであった。
【００４０】
さらに、総括すると、有機微量元素分析法による成分分析では、焼成前のカカオハスク等は、総じて、元々、炭素成分が多いことが分かる。一方、有機微量元素分析法による成分分析では、焼成後のカカオハスク等は、炭素成分が焼成によって増加していることがわかる。
【００４１】
図５は、「カカオハスクの焼成物」についての導電性試験の試験結果を示すグラフである。図５の横軸にはカカオハスクの焼成物に印加した圧力［ＭＰａ］を示し、縦軸には体積固有抵抗率［Ω・ｃｍ］を示している。なお、図５には、参考のため、コットンハル、胡麻粕、菜種粕、綿実粕についての試験結果も示している。
【００４２】
試験対象の「カカオハスクの焼成物」の粉末１ｇを、内径が約２５φの円筒状の容器に入れてから、直径が約２５φの円柱状の真鍮を上記容器の開口部分に位置合わせして、プレス機（東洋精機社製：ＭＰ−ＳＣ）を用いて、０［ＭＰａ］から０．５［ＭＰａ］刻みで４［ＭＰａ］又は５［ＭＰａ］まで、真鍮を介してプレスすることによって、カカオハスクの焼成物を加圧しながら、その体積固有抵抗率を低抵抗測定器（ダイヤインスツルメント社製：ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ  ＭＣＰ−Ｔ６００）のプローブを真鍮の側部と底部とに接触させて測定するという手法を採用した。
【００４３】
なお、約２５φの円筒状の容器に代えて約１０φの円筒状の容器を用い、直径が約２５φの円柱状の真鍮に代えて直径が約１０φの円柱状の真鍮を用いて、他の条件は上記のとおりとした場合にも、導電性試験の試験結果については同等のものが得られた。
【００４４】
図５に示す試験結果によれば、カカオハスクの焼成物は、例えば０．５［ＭＰａ］以上の圧力を印加することによって、また、加圧が増加するにつれて、体積固有抵抗率が低下する、つまり、導電率が向上するという特性を有していることがわかる。
【００４５】
なお、具体的には、コットンハルの体積固有抵抗率は３．７４×１０−２［Ω・ｃｍ］、胡麻粕の体積固有抵抗率は４．１７×１０−２［Ω・ｃｍ］、菜種粕の体積固有抵抗率は４．４９×１０−２［Ω・ｃｍ］、綿実粕の体積固有抵抗率は３．３５×１０−２［Ω・ｃｍ］、カカオハスクの体積固有抵抗率は４．０６×１０−２［Ω・ｃｍ］であった。
【００４６】
ここで、例えば、体積固有抵抗率が１．０×１０−１［Ω・ｃｍ］と体積固有抵抗率が３．０×１０−１［Ω・ｃｍ］とでは厳密にいえば３倍の差があるが、当業者にとって明らかなように、体積固有抵抗率の測定結果には、そこまで厳密性が要求されていない。したがって、体積固有抵抗率が１．０×１０−１［Ω・ｃｍ］と体積固有抵抗率が３．０×１０−１［Ω・ｃｍ］とでは、双方ともに「１０−１」という桁数であることには変わりがないことから、これらは相互に同等であると評価しうる点には留意されたい。
【００４７】
図６は、図１を用いて説明した電磁波シールド部材に対するカカオハスクの焼成物の含有率と体積固有抵抗率との関係を示すグラフである。図６の横軸にはカカオハスクの焼成物の含有率［ｐｈｒ］を示し、縦軸には体積固有抵抗率［Ω・ｃｍ］を示している。なお、ここでは、比較のため、コットンハル、胡麻粕、菜種粕、綿実粕の各焼成物を用いた電磁波シールド部材のものも示している。また、図６内のプロットの数値は、電磁波シールド部材の中から任意に選択した９点で測定の平均値である。
【００４８】
図６に示すように、カカオハスク等の各体積固有抵抗率は、相互に同様の測定結果が得られた。ちなみに、カカオハスク等の各体積固有抵抗率は、大豆皮の体積固有抵抗率とも同様であった。
【００４９】
また、大豆皮、菜種粕、胡麻粕、綿実粕、コットンハルの各焼成物に限って言えば、ゴムに対する植物の焼成物の含有率を２００［ｐｈｒ］以上とすると、いずれの場合であっても、当該含有率が１５０［ｐｈｒ］までの場合に比して、表面抵抗率が非常に低下していることがわかる。これに対して、カカオハスクの焼成物について言えば、ゴムに対する含有率の増加に対して、線形的に、表面抵抗率が非常に低下していることがわかる。
【００５０】
また、本実施形態に係るカカオハスク等の焼成物について、ＪＩＳ  Ｋ−１４７４に準拠して測定してみた。菜種粕、胡麻粕、綿実粕、コットンハル、カカオハスクのかさ比重は、それぞれ、約０．６〜０．９ｇ／ｍｌ，約０．７〜０．９ｇ／ｍｌ，約０．６〜０．９ｇ／ｍｌ，約０．３〜０．５ｇ／ｍｌ，約０．３〜０．５ｇ／ｍｌであった。外皮類（コットンハル、カカオハスク）は、比較的、かさ高いといえる。
【００５１】
図７，図８は、焼成前のカカオハスクのＳＥＭ写真である。図７（ａ）には３５０倍の倍率で撮影した外皮写真を示し、図７（ｂ）には１００倍の倍率で撮影した内皮写真を示し、図８（ａ）には７５０倍の倍率で撮影した内皮写真を示し、図８（ｂ）には１５００倍の倍率で撮影した内皮写真を示している。
【００５２】
図７（ａ）に示すように、焼成前のカカオハスクの外皮は、石灰岩の表面のような形態であることがわかる。一方、図７（ｂ）に示すように、焼成前のカカオハスクの内皮は、繊維状の形態をしていることが分かる。
【００５３】
興味深い点は、図８（ａ），図８（ｂ）に示すように、焼成前のカカオハスクの内皮は、繊維状部分を拡大してみてみると、螺旋状の形態をしていることが分かる。なお、螺旋状部分の直径は、おおむね１０μｍ〜２０μｍに見える。
【００５４】
図９，図１０は、内皮と外皮とで区別せずに焼成したカカオハスクのＳＥＭ写真である。図９（ａ）、図９（ｂ）及び図１０（ａ）には、１５００倍の倍率で撮影した焼成物の写真を示し、図１０（ｂ）には３５００倍の倍率で撮影した焼成物の写真を示している。
【００５５】
図９（ａ），図１０（ｂ）から、カカオハスクの焼成物にも、焼成前のカカオハスクの内皮に見られた繊維状の形態が残存していることが確認できる。なお、この焼成物のサイズは、螺旋状部分の直径はおおむね５μｍ〜１０μｍにまで縮小しているように見える。また、図９（ｂ），図１０（ａ）から、カカオハスクの焼成物は、多彩なポーラス構造であることが確認できる。
【００５６】
螺旋状の形態は、既述の大豆皮、菜種粕、胡麻粕、綿実粕、コットンハル、大豆殻では、確認できていない。したがって、このような形態は、カカオハスク固有のものである可能性が高い。
【００５７】
図１１は、カカオハスクの焼成物からなる電磁波シールド部材の電磁波吸収特性を示すグラフである。図１２は、カカオハスクの焼成物からなる電磁波シールド部材の電磁波吸収特性を示すグラフである。図１１（ａ），図１１（ｂ）及び図１２の横軸には周波数［ＭＨｚ］を示し、縦軸に電磁波吸収量［ｄＢ］を示している。
【００５８】
なお、電磁波吸収特性は、３００［ｍｍ］×３００［ｍｍ］の大きさのメタリックプレート上に、同サイズの導電性組成物を載置した状態で、図１１，図１２でプロットしている周波数の入射波を導電性組成物に対して照射し、導電性組成物からの反射波のエネルギーを計測して、入射波と反射波とのエネルギー差、つまり、電磁波吸収量（エネルギー損失）を算出したものである。なお、当該測定は、アーチ型電磁波吸収測定器を使用して、アーチテスト法に基づいて行った。
【００５９】
図１１（ａ），図１１（ｂ）を見てみると、３０００［ＭＨｚ］以下の周波数帯域では、熱伝導部材の厚さが２．５［ｍｍ］の場合には最大で−３［ｄＢ］程度の吸収特性が得られ、５．０［ｍｍ］の場合には最大で−８［ｄＢ］程度の吸収特性が得られた。
【００６０】
図１２を見てみると、２０００［ＭＨｚ］〜６０００［ＭＨｚ］の周波数帯域では、カカオハスクの焼成物における電磁波吸収量の最大値は、−１６［ｄＢ］程度であることがわかる。そして、電磁波吸収量が最大となる周波数は、４０００［ＭＨｚ］〜６０００［ＭＨｚ］付近であるという結果が得られた。
【００６１】
つぎに、本実施形態の熱伝導部材の熱伝導率の測定結果について説明する。後述する各試料に対して、２５℃の温度下で熱伝導率測定を行った。熱伝導率の測定方法は、熱線法とし、ＪＩＳ規格Ｒ２６１６に準拠して行った。
【００６２】
なお、試料の熱伝導率の測定は、長さ１００ｍｍ×幅５０ｍｍ×厚さ２．５ｍｍのサイズの熱伝導部材を８枚積層させた状態で行った（試料Ａの測定と、試料Ｄに係る１５０ｐｈｒの測定のみ、厚さ２．０ｍｍ×１０枚積層とした）。また、測定装置には、迅速熱伝導率計ＱＴＭ−５００（京都電子工業製）を用いた。そして、熱伝導率の測定は、後述する標準試料の熱伝導率規格値±５％以内の数値が得られる精度条件で行った。
【００６３】
図１３は、本実施形態の熱伝導部材の熱伝導率の測定結果を示すグラフである。図１３には、以下説明する各種試料と比較例として市場に流通している任意の２種類のカーボンブラック（ＣＢ１，２）とを母材（エチレン・プロピレンジエンゴム）に所定量含有させた場合の熱伝導率を示している。なお、図１３には、参考のため、標準試料として、発砲ポリエチレン（ＰＥ）、シリコンゴム、石英ガラスの各熱伝導率も示している。また、ＣＢ２については、厚さ２．０ｍｍ×１０枚積層とした。
【００６４】
まず、標準試料の熱伝導率は、発砲ポリエチレン（ＰＥ）が０．０３６［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、シリコンゴムが０．２３８［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、石英ガラスが１．４２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００６５】
カーボンブラック（ＣＢ１，２）の熱伝導率は、それぞれ、０．３７７［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．４１８［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。なお、母材に対するカーボンブラック（ＣＢ１，２）の含有量は、各々、１００ｐｈｒとした。また、母材自体の熱伝導率は、僅かに、０．２１１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００６６】
試料Ａは、大豆皮を約９００℃の温度で焼成し、微粉砕することなく製造した熱伝導部材である。この熱伝導部材に用いられている熱伝導材料のメディアン径は、約３０μｍである。試料Ａを母材に対して、それぞれ、１００ｐｈｒ、２００ｐｈｒ、４００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、それぞれ、０．３４２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．４４６［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．６５１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００６７】
試料Ｂは、大豆皮を約９００℃の温度で焼成し、微粉砕して製造した熱伝導部材である。この熱伝導部材に用いられている熱伝導材料のメディアン径は、約５μｍである。試料Ｂを母材に対して、それぞれ、１００ｐｈｒ、１５０ｐｈｒ、２００ｐｈｒ、３００ｐｈｒ、４００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、それぞれ、０．３３４［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．３９１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．４３６［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．５１８［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．５８７［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００６８】
試料Ｃは、大豆皮を約１５００℃の温度で焼成し、微粉砕することなく製造した熱伝導部材である。この熱伝導部材に用いられている熱伝導材料のメディアン径は、約３０μｍである。試料Ｃを母材に対して、それぞれ、１００ｐｈｒ、２００ｐｈｒ、３００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、それぞれ、０．４９８［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．７６９［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、１．０３０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００６９】
試料Ｄは、大豆皮を約３０００℃の温度で焼成し、微粉砕することなく製造した熱伝導部材である。この熱伝導部材に用いられている熱伝導材料のメディアン径は、約３０μｍである。試料Ｄを母材に対して、それぞれ、１５０ｐｈｒ、４００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、それぞれ、１．１００［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、３．６１０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００７０】
試料Ｎは、菜種粕を約９００℃の温度で焼成し、微粉砕することなく製造した熱伝導部材である。この熱伝導部材に用いられている熱伝導材料のメディアン径は、約４８μｍである。試料Ｎを母材に対して、それぞれ、１００ｐｈｒ、２００ｐｈｒ、４００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、それぞれ、０．３４４［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．４６０［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．６５４［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００７１】
試料Ｍは、綿実粕を約９００℃の温度で焼成し、微粉砕することなく製造した熱伝導部材である。この熱伝導部材に用いられている熱伝導材料のメディアン径は、約３６μｍである。試料Ｎを母材に対して、それぞれ、１００ｐｈｒ、２００ｐｈｒ、４００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、それぞれ、０．３４８［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．４８２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．６８３［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００７２】
試料Ｇは、胡麻粕を約９００℃の温度で焼成し、微粉砕することなく製造した熱伝導部材である。この熱伝導部材に用いられている熱伝導材料のメディアン径は、約６１μｍである。試料Ｎを母材に対して、それぞれ、１００ｐｈｒ、２００ｐｈｒ、４００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、それぞれ、０．３４５［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．４７１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．６６５［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００７３】
試料ＣＴは、コットンハルを約９００℃の温度で焼成し、微粉砕することなく製造した熱伝導部材である。この熱伝導部材に用いられている熱伝導材料のメディアン径は、約３４μｍである。試料ＣＴを母材に対して、それぞれ、１００ｐｈｒ、２００ｐｈｒ、４００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、それぞれ、０．３６１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．４９５［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．７０５［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００７４】
試料ＣＡは、カカオハスクを約９００℃の温度で焼成し、微粉砕することなく製造した熱伝導部材である。この熱伝導部材に用いられている熱伝導材料のメディアン径は、約３９μｍである。試料ＣＡを母材に対して、それぞれ、１００ｐｈｒ、２００ｐｈｒ、４００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、それぞれ、０．３５５［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．４８３［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］、０．６９２［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］であった。
【００７５】
まず、母材の熱伝導率と各試料の熱伝導率とを対比すると、各試料の熱伝導率が高いことが分かる。したがって、母材のみを熱伝導部材として用いるよりも、ここに本実施形態の熱伝導材料を含有させた方が熱伝導率の点で優れていることが分かる。
【００７６】
試料Ａを母材に対して１００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、比較例の各々のものと大差がない。これは、母材に対する炭素含有量が近いことに起因していると思われる。また、試料Ａを母材に対して２００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、比較例の各々のものよりも若干良いと評価できるものの、際立った増加は確認できない。これに対して、試料Ａを母材に対して４００ｐｈｒ含有させたときの熱伝導率は、比較例の各々のものの１．５倍以上に増加した。
【００７７】
つぎに、試料Ａと試料Ｎ，Ｍ，Ｇ，ＣＴ，ＣＡとの熱伝導率を対比すると、総じて、同様の傾向がみられることが分かった。すなわち、これらの試料は、いずれも、母材に対する熱伝導材料の含有量が同様の場合には、同様の熱伝導率となることが分かる。そして、これらの試料のいずれも、母材に対する熱伝導材料の含有量が増加するにつれて、熱伝導率も増加していることが分かる。
【００７８】
つぎに、試料Ａと試料Ｂとを対比すると、メディアン径が小さい熱伝導材料を用いている試料Ｂの方が熱伝導率の増加傾向に若干ではあるが陰りがある。したがって、熱伝導率を増加させたい場合には、「微粉砕」工程を省く方が良いと考察される。
【００７９】
つぎに、試料Ａと試料Ｃとを対比すると、熱伝導材料を製造する際の焼成温度を増加させるにつれて、熱伝導率が増加していることがわかる。試料Ｃの場合には、母材に対して僅かに１００ｐｈｒの熱伝導材料を含有させただけでも、略０．５［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］の熱伝導率が確認できる。
【００８０】
同様に、試料Ａと試料Ｄとを対比しても、熱伝導材料を製造する際の焼成温度を増加させるにつれて、熱伝導率が増加していることがわかる。試料Ｄの場合には、母材に対して僅かに１５０ｐｈｒの熱伝導材料を含有させただけでも、略１．１［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］の熱伝導率が確認できる。さらに、驚くべきことに、試料Ｄの場合には、母材に対して４００ｐｈｒの熱伝導材料を含有させた場合には、母材の熱伝導率の約１７倍もの熱伝導率が得られる。
【００８１】
このような測定結果が得られた理由を考察してみる。まず、炭素自体は、伝熱性を有している。伝熱性を有している物質が相互に近接すると、ヒートブリッジが形成される。本実施形態の熱伝導材料は、炭素含有率が高いことから、ヒートブリッジが形成されやすいといえる。このため、本実施形態の熱伝導材料が含有された熱伝導部材は、熱伝導性が優れているものと考察される。
【産業上の利用分野】
【００８２】
本発明は、熱伝導材料、電磁波遮蔽体、導電性組成物に関する。熱伝導シートなどの分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】カカオハスクの焼成物を用いた電磁波シールド部材の模式的な製造工程図である。
【図２】カカオハスクの焼成物についての電磁波シールド特性の測定結果を示すグラフである。
【図３】カカオハスクの焼成前後のＺＡＦ定量分析法による成分分析結果を示すグラフである。
【図４】図３に対応する有機元素分析法による成分分析結果を示すグラフである。
【図５】コットンハル、胡麻粕、菜種粕、綿実粕、カカオハスクの焼成物に係る導電性試験の試験結果を示すグラフである。
【図６】コットンハル、胡麻粕、菜種粕、綿実粕の焼成物の含有率と体積固有抵抗率との関係を示すグラフである。
【図７】生カカオハスクのＳＥＭ写真である。
【図８】生カカオハスクのＳＥＭ写真である。
【図９】内皮と外皮とで区別せずに焼成したカカオハスクのＳＥＭ写真である。
【図１０】内皮と外皮とで区別せずに焼成したカカオハスクのＳＥＭ写真である。
【図１１】カカオハスクの焼成物からなる電磁波シールド部材の電磁波吸収特性を示すグラフである。
【図１２】カカオハスクの焼成物からなる電磁波シールド部材の電磁波吸収特性を示すグラフである。
【図１３】本実施形態の熱伝導部材の熱伝導率の測定結果を示すグラフである。
【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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